天才年产5000吨PVC管材生产工艺设1资料.docx
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天才年产5000吨PVC管材生产工艺设1资料
年产5000吨PVC管材生产工艺设计
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作为科技发展的产物之一，pvc管材在日常生活中触目可及。
在欧洲，1980年－1990年塑料管的增长率为8%，2001年产量达350万吨，其中pvc管占60%。
美国1985年塑料管产量为160万吨，1999年产量约360万吨，其中，pvc管占78%。
而中国的第一根upvv扩口管材是于1983年在沈阳塑料厂（现沈阳久利的前身）诞生的，此后，中国大陆具备了pvc给、排水管的生产能力。
二十世纪90年代后期是中国大陆pvc管道的高速发展时期。
期间一些年产能在5万吨以上的工厂陆续建成投产，万吨以上生产规模的pvc管道工厂达30多家。
目前塑料管道的年生产能力为200万吨。
目前中国塑料管道生产能力达300万吨，主要有pvc、pe和pp－r管道三大类，其中pvc管道是市场份额最大的塑料管道，占塑料管道近70%的份额。
pvc管材生产线1600余条。
年生产能力250万吨以上，2003年pvc管道（管件）年产量达120多万吨。
在塑料管道中，pvc的份额为70%，pe占25%，pp－r占4%，其它占1%。
虽然pvc管道的快速发展吸引众多企业进入这个行业投资，但在国内生产众多厂家（2000多家）众，年产能力在1万吨的仅有70多家，年产3万吨以上的企业为20多家并拥有行业60%的产量。
整体而言，国内小口径、低附加值的管道企业多，大口径、高技术含量的企业少。
国内部分生产厂家的产能分别是：
华亚塑胶：
10万吨、河北宝硕：
8万吨、国风集团：
8万吨、中材管道：
6.5万吨、浙江永高：
4.5万吨、福建亚通：
4万吨、湖北凯乐：
4万吨、广东顾地：
3万吨、沈阳久利：
3万吨。
1998－2003年pvc管道的产量。
pvc管道的迅速发展来自于诸多因素的推动。
根据十五化学建材发展纲要，到2005年，在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管道70％采用塑料管，建筑雨水排水管道50％采用塑料管，城市排水管道20%采用塑料管，建筑给水、热水供应和供暖管道60%采用塑料管；城市供水管道（dn400以下）50%采用塑料管，村镇供水管道60%采用塑料管；城市燃起管道（中低压管）50%采用塑料管，建筑电线穿线护套管80%采用塑料管。
重大工程的投资又将有力拉动对pvc管道的需求。
如"南水北调"、西部打开发振兴东北老工业基地、2008奥运会申办成功等成为需求增加的主要因素。
但是，目前，pvc管材的加工能力分布存在结构性不合理。
中小企业加工能力主要集中在pvc排水管，同时大量的非标管仍充斥市场，导致市场竞争无序而混乱。
PVC（聚氯乙烯）是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末。
根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
在聚氯乙稀树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。
纯的聚氯乙稀的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的聚氯乙稀塑件的密度一般为1.15-2.00g/cm3。
硬聚氯乙稀有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力，可单独用做结构材料。
软聚氯乙稀的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、、拉伸强度会降低。
聚氯乙稀有较好的电气绝缘性能，可作低频绝缘材料，其化学稳定性也好。
由于聚氯乙稀的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙稀变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15~55度之间。
主要用途：
由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。
聚氯乙稀的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。
由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。
在日常生活中，聚氯乙稀用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等！
PVC型材产品经历了导入期和高速发展期，从时间上看，可以分别定义为二十世纪80年代－90年代中期和1995年－2002年左右。
2003年以后，PVC型材行业进入了转型期。
在产品的导入期：
生产商普遍追求低造价，简化了门窗型材断面，配方中大量填充碳酸钙，导致产品性能很低，很多质量问题的出现影响了产品的推广。
1995年开始，一批有实力的企业，开始消化吸收国外欧式型材的技术精华，研制出自己的门窗系列，成为国内塑料门窗的主导，推动门窗的技术更新和发展，也使整个行业得到了空前的发展和高速增长。
进入产品成熟期后，也即从2003年起，许多弊端开始反应出来，过高的利润率导致盲目投资过多，使行业综合产能近300万吨，远高于市场需求；很多新进入的投资者没有从产品创新、技术创新入手，而是简单模仿，甚至偷工减料，假冒伪劣，行业市场竞争处于非健康状态。
原料市场价格不断上扬，加剧这种非健康的竞争，使部分企业经营处于困境，出现停产或半停产状态
聚氯乙烯管材的生产方法质聚氯乙烯管材加工时,采用悬浮法聚氯乙烯树脂为主要原料,与稳定剂、颜料、润滑剂和填料等助剂配合使用,经捏合后,加入双螺杆挤出机塑化挤出聚氯乙烯管材,经冷却定型后,切割成需要的长度,加工温度160℃～180℃,根据管材不同用途,适当调整配方组分,以便获得有良好物化性能的聚氯乙烯管材。
随着聚氯乙烯管材加工技术的发展,国外为降低管材生产成本,推出了芯层发泡管,这种管材采用共挤出方法,使低发泡聚氯乙烯管材内、外表面覆盖一层非发泡聚氯乙烯硬皮层,该管材与不发泡管材相比韧性更好,有较好的承载能力,耐磨损和隔音效果,节约树脂25%～40%。
目前,世界上这种管材加工技术以台塑公司水平较高,其次是美国、法国、德国、日本、韩国均有成熟生产技术和设备,成为国外畅销的产品。
生产方法是将芯层、皮层使用的配料分别经过捏合后加人2台成90°角的挤出机组（或3台挤出机组）混炼塑化,然后,通过一分料头,确保分隔成2股硬皮层的物流与发泡芯层料很好连接,并送人后面的机头和模具,生产出表面光滑、管壁内部发泡的复合管壁结构的聚氯乙烯管材。
随着聚氯乙烯管材市场的扩大,大口径公用工程管,尤其是下水道管需求量逐年增加,管材直径越做越大,管材壁厚和用料也增加,使管材生产成本上扬。
为降低大口径管材的生产成本,国外做了大量的工作,一是开发了径向有增强肋的薄壁大口径管材,比旧工艺节约树脂40%,生产方法简单,管材有较高的抗冲击强度和韧性,由于加工方法简便、原料消耗量低,管径可做到500mm左右。
二是开发了一种空心壁的聚氯乙烯大口径管,管径可做到1.5m。
生产方法是先挤出矩形空心型材,然后螺旋缠绕并用红外线焊接成管材,而且加工速度与挤出加工相同,节约树脂50%～60%,具有与实心壁管材一样的强度和韧性。
在美国,这种管材采用在现场生产的方式,原料由供料汽车送到施工现场,采用连续作业,挖土机先挖出地沟,管材加工车随加工便将管材输人地沟,然后掩埋。
不但节约了管材的运输费用,而且不需庞大的料场和仓库。
生产工艺流程：
原料及助剂→高速混合→低速搅拌→印商→牵引→冷却定型→挤出→切割→捆扎包装→成品PVC管材生产工艺流程可分为三个过程：
①成型料准备过程，包括配方、混合（高速和低速）、过筛或者造粒。
②挤出成型过程，将配好的物料在上料器的作用下，由料仓送至挤出机的加料斗中，然后物料由加料斗进入挤出机进行加热、塑化。
塑化完全后，塑化料被定量挤出。
③定型包装过程，经过冷却定径箱泠却定型，再经过牵引机、切割机，上光烘干固化后，检验合格即为成品
原料配方的选择
组分名称
组分份数
百分率（%）
PVCXS-4
100
66.23
CPE（36%）
10
6.62
ACR401
4
2.65
马来酸二丁基锡
2
1.32
UV-9
1
0.66
氯化石蜡
2
1.32
硬脂酸
2
1.32
轻质CaCO3
20
1.32
金红石型TiO2
5
3.31
Sb2O3
5
3.31
计原始数据:
（一）聚合聚生产能力5000吨/年硬PVC管材；
（二）年生产时间7200小时；
（三）PVC管材合格率99%；
（四）产品规格Φ60mm；
（五）物料损耗系数
表十物料损耗
工序
配料
高速混合
挤出成型
成型后处理
损耗率
0.2%
0.4%
0.3%
0.3%
生产能力计算
按每天物料在各工序中进出料量进行计算
工序
输入
输出
物料
物料
损耗
小计
配料
41575
41492
83
41575
混合
41492
41326
166
41492
成型
41326
41202
124
41326
后处理
41202
41078.4
123.6
41202
日输入输出物料
41575
41078.4
总耗
496.6
物料衡算流程图：
4157541492413264120241078.4
高速混合机的查表得配料表观密度为1.5kg/L
设每批的混合操作时间为0.7小时
查张家港宏基机械有限公司生产高速混合机资料选SHR—800A高速混合机，有效容积为600L
SHR—800A高速混合机参数
参数/型号
总容积
有效容积
电机功率
主轴功率（rpm）
SHR—800A
800
600
60/90
370/740
螺杆挤出机
查阅司资料选取SJSZ—92×22型号锥形双螺杆挤出机
表十三SJSZ—92×22型号锥形双螺杆挤出机参数
挤出机
型号
螺杆直径（mm）
螺杆转速
（rpm）
主电机功率（kw）
加热功率
（kw）
中心高
（mm）
净重
（kg）
最大挤出量
（kg）
外形尺寸
（m）
SJSZ-92×22
92/188
34.7
75-110kw
85kw
1050
8000
800
6×1.6×2.5
查阅塑料磨粉机专业生产公司资料选取JWP-550型号磨粉机
JWP-550型号磨粉机参数
型号
主机功率（kw）
风机功率（kw）
电压（V）
总功率（kw）
刀盘直径（mm）
进料直径（mm）
出料细度（目）
产量（kg/h）
外形尺寸L×W×H（m）
JWP-550
37
5.5
380V50HZ
42.5
φ550
∠6
40-120
200-380
2.5×2×3
因为产品合格率为99%，故日废品回收的量只有100kg，选取一台磨粉机就能达到生产求，
查阅张家港市昌元橡塑机械厂资料选取SWP400型号破碎机
表十五SWP400型号粉碎机参数
型号
旋转刀轴直径（mm）
破碎量（kg/h）
进料口尺寸（mm）
功率（kw）
重量（kg）
外形尺寸L×W×H（m）
SWP400
400
200-400
400×250
11
660
1.3×0.9×1.7
表八本设计配方
PVC树脂
100
硬脂酸钡
1.2
CPE树脂
4
石蜡
0.4
3PbO.PbSO4
4
PE蜡
0.2
硬脂酸铅
2
轻质碳酸钙
40
各种原料单耗总量：
主要原料消耗
序号
原料名称
规格
单耗量
年消耗
用途
1
PVC树脂
SG5
0.667
8219.79
主要原料
2
CPE树脂
H135
0.027
332.74
填充剂
3
3PbO.PbSO4
AR/工业
0.027
332.74
热稳定剂
4
硬脂酸铅
≧99%
0.013
160.21
稳定剂
5
硬脂酸钡
≧99%
0.008
98.59
稳定剂
6
石蜡
58#半精炼
0.003
36.97
润滑剂
7
PE蜡
20kg/包
0.001
12.32
8
轻质碳酸钙
800目
0.267
3290.38
填充剂
硬质PVC管材挤出工艺温度控制范围/℃
挤出机
（压缩比）
原料形态
料间
螺杆
机头和口模
转速范围
/（r/min）
一段
二段
三段
四段
五段
一段
二段
三段
单螺杆（2.4）
粒状
供料段压缩段计量段
100～140150～180160～180
/
160
～
170
170
～
185
175
～
185
φ65,14～30;
φ90,10～30;
φ150,7～12
单螺杆（3.0）
粉状
130～150160～175170～180
/
160
～
170
170
～
185
175
～
185
双螺杆
60/125
粉状
175
～
185
170
～
180
155
～
165
150
～
160
155
～
165
125
～
140
170
～
180
180
～
190
180
～
190
4～37
车间设备布置的原则
（1）从经济和压降观点出发，设备布置应顺从工艺流程，但若与安全、维修和施工有矛盾时，允许有所调整。
（2）根据地形、主导风向等条件进行设备布置，有效的利用车间建筑面积（包括空间）和土地（尽量采用露天布置及建筑物能合并者尽量合并）。
（3）明火设备必须布置在处理可燃液体或气体设备的全年最小频率风向的下侧，并集中布置在装置（车间）边缘。
（4）控制室和配电室应布置在生产区域的中心部位，并在危险区外。
（5）充分考虑本装置（车间）与其他部门在总平面布置图上的位置，力求紧凑、联系方便，缩短输送管线，达到节省管材费用及运行费用的目的。
（7）所采取的劳动保护、防火要求、防腐蚀措施要符合有关标准、规范的要求。
（8）有毒、有腐蚀性介质的设备应分别集中布置，并设围堰，以便集中处理。
（9）设备安全通道、人流、物流方向应错开。
（10）设备布置应整齐，尽量使主要管道走向一致。
车间设立面布置的原则
厂房的立面形式有单层、多层和单层与多层相结合的形式。
多层厂房占地少但造价高，而单层厂房占地多但造价低。
采用单层还是多层主要应根据工艺生产的需要。
例如制碱车间的碳化塔，根据工艺要求须放在厂房内，但塔有比较高，且操作岗位安排在塔的中部以便观察塔内情况，这样就需要设计多层厂房；另一种情况是：
设备大部分露天布置，厂房内只需要安置泵或风机，这种情况可设计成单层厂房。
对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于生产过程中对工艺流程和设备需要不断改进和完善，一般都设计一个较高的单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢制操作平台代替钢筋混凝土操作台，以适应工艺流程和设备变化的需要。
5.2车间设备立面布置
化工厂厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。
一般来说单层厂房建设费用较低，因此除了由于工艺流程的需要必须设计成多层外，工程设计中一般多采用单层。
有时因受建设场地的限制或者为了节约用地，也有设计成多层的。
对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于在生产过程中对于工艺路线还需不断改进和完善，所以一般都设计成一个高单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢操作台代替钢筋混凝土操作台或多层厂房的楼板，以适应工艺流程改变的需要。
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